我們想讓你知道,人類為了瞭解地球上的生物,尤其是肉眼見不到的細菌與微生物,發明了哪些酷酷的神奇技術……
培養 Culture – 如果看不到牠,那就養出來
聰明的科學家們,透過給予適合的營養液與果凍,形成培養基。讓平常努力在環境中生存的細菌們,一時之間宛如到了有著豐富食物的天堂。人們根據細菌生存偏好給予不同溫度、酸鹼度、醣類等化合物,最後就能在培養基上見到一圈一圈可愛的細菌了!

實際上並沒有那麼夢幻,這是博眼球用的,但這張圖模擬得很好 : 除了培養皿上,外面的世界還有著各式各樣的細菌在漂浮,不過五顏六色的菌倒是真的。 Created from DALL-E.
念第三類組 ( 醫、藥、衛生、生命科學 ) 的學生們,實驗課常常見到大腸桿菌、乳酸菌等,住在培養基快樂的生長,人們甚至會讓細菌攜帶著特定的基因、螢光,藉細菌快速繁殖特性 ( 像是大腸桿菌每 30 分鐘就會分裂一次 ),快速看見與大量生產出期待的實驗結果~

在紫外燈照射下,有著基因轉殖螢光的大腸桿菌 (右),左邊則無基因轉殖螢光的樣子。Photo from Tomohito Suzuki.
這樣子的培養方式適合對於環境條件要求較低,或生活周遭隨處可見的細菌,那如果是傲嬌一點的細菌呢 ?
定序 Sequencing – 如果養不出來,那就找牠 DNA
有許多細菌生性內向害羞 ( MBTI 很 I ),因原本的生存環境嚴苛 ( 高溫、厭氧、需要其他菌才能生存,甚至是你我的牙縫中 ),這些細菌在培養皿及試管中難以邀請牠們前來定居,造成研究上有許多的困難。
因此科學家們發展了不需要定居就能研究牠們的方式 : 透過萃取細菌的屍體,對,就是屍體,獲得細菌中的 DNA,再把 ATCG 解碼出來,稱為定序。
每種細菌都有段獨一無二的 DNA,科學家們建立了龐大的資料庫,分析細菌身上的 DNA,就能夠分辨出不同的細菌。同一段 DNA 出現的越多,就代表該菌在某個環境 ( 例如 : 腸胃道、口腔、陰道、空氣、皮膚等 ) 數量越多。
既然能獲得細菌 DNA ,就能知道細菌是誰,那一切就簡單啦~ 真是太美好了
定序技術在如今應用相當廣泛,包含了解腸道微生物、親緣鑑定,甚至是癌症檢測,都是透過研究微生物 DNA、RNA,人類 DNA、RNA 等幫助我們了解疾病的發生、爸爸媽媽是誰,甚至是癌症病友最適合的標靶藥物是什麼。